迈克尔逊的遗憾

2　迈克尔逊的遗憾

阿尔伯特·亚伯拉罕·迈克尔逊（1852—1931），美国物理学家。

1907年因为发明精密光学仪器和借助这些仪器所进行的光谱学和度量学研究等工作，获得诺贝尔物理学奖。

美国物理学家迈克尔逊正在做光学实验

迈克尔逊：“我对此甚至感到遗憾！”

每一个读过或学过相对论的人都知道，迈克尔逊用干涉仪做的实验，充分证明了相对论两个假设中的一个——光速不变原理，因而现代物理学中只要讲到相对论，大多首先介绍迈克尔逊实验的贡献。

照理说，迈克尔逊应以此为荣、以此为骄傲吧？恰恰相反！

有一次，一位对相对论持赞成态度、并对相对论有贡献的物理学家来见迈克尔逊，迈克尔逊夫人在大门口就悄悄嘱咐那位物理学家：“你可别在他面前提相对论呀，否则他要发脾气的！”

1921年，爱因斯坦终于有机会见到了他十分崇敬的迈克尔逊。他不知道迈克尔逊的“禁忌”，一见面就赞赏迈克尔逊对相对论的贡献：“我尊敬的迈克尔逊博士，您开始工作的时候，我还是一个小孩，只有1米高。正是您，将物理学家引向新的道路。您精湛的实验工作，铺平了相对论发展的道路。您揭示了光以太理论的隐患，激发了洛伦兹和菲兹杰诺的思想，狭义相对论正是由此发展而来。……”

迈克尔逊没有中途打断爱因斯坦的话，就算够有耐性的了。但等到爱因斯坦一讲完，他那固有的幽默便表现出来了：“我的实验竟然对相对论这样一个‘怪物’的诞生起了作用，我对此甚至感到遗憾。”

迈克尔逊肯定觉得自己的话非常幽默，可是同行们当然只会感到伤心，并为迈克尔逊的“遗憾”，而遗憾了！

1932年在美国加州理工学院，迈克尔逊（前右）、密立根（前左）和爱因斯坦（前中）合影

迈克尔逊还想再做一次实验以证实以太的存在。这样，一来可以检验爱因斯坦的理论，二来可以提高所在大学在公众心中的地位。但迈克尔逊却又不太热衷这个实验，他估计还是会得到否定的结果。爱因斯坦却鼓励他再做一次，虽然他也认为只会出现否定的结果，但是希望这样可以让迈克尔逊和更多的美国物理学家接受相对论。因为当时许多美国物理学家思想保守，只承认经典的物理学思想，不愿意相信相对论。

但是6年以后的1927年，迈克尔逊出版了一本书《光学研究》，在书中他一反以前反对相对论的态度，开始支持爱因斯坦：

相对论最值得信赖和最有价值的地方是，它不仅为已知的现象提供解释，而且预言和发现了新的现象。因此，这个理论应该被普遍接受，尽管还有许多结果可能会出现一些悖论。

知错而能改，善莫大焉！壮哉！

“那么，爱丁顿的理论一定出了毛病”

迈克尔逊是一位伟大的实验物理学家，这是无可厚非的；他终生从事光学精密实验，为科学发展作出了卓越的贡献，这是谁也否定不了的。但对待物理学发展的保守看法，影响了他对新物理思想的接受。他认为物理学的发展只能通过精确测量得到，只能在小数点后面第六位数上寻找。这样，他对于理论、假说对物理学发展的重大意义认识不足，对于物理学在发展中产生的新思想也常常因此显得很匮乏。有一次，他问威尔逊天文观测站的天文学家J.安德逊：“爱丁顿^[1]的恒星理论是怎么一回事？”

安德逊向他解释说：“他证明物质可以凝缩到其密度比水的密度大上百万倍。”

迈克尔逊急忙打断安德逊的话：“你是说比铅的密度还大一些吗？”

安德逊同意地点了点头，迈克尔逊立即向安德逊指出：“那么，爱丁顿的理论一定出了毛病。”

爱丁顿的恒星理论中，恒星演化到晚期会变成白矮星，白矮星上的一个立方厘米物质的质量将达到一吨左右，亦即水的密度的100万倍。这一理论当时已经被大部分科学家承认，但是因为迈克尔逊对理论和假说不感兴趣，又加之他不喜欢与自己的研究生合作研究，只热衷于埋头做自己的实验，所以他对20世纪20年代产生的新理论，始终不能深入理解，也不愿意相信。

一位颇有艺术气质的物理学家

迈克尔逊是颇有艺术气质的物理学家。他会做水彩画，像爱因斯坦一样能拉小提琴，谈起物理问题时就像诗人做诗一样。迈克尔逊在一次讲学时说：“假如诗人同时又是物理学家的话，那他就很可能会把从光学中得到的喜悦、满足，以及尊敬之情传达给别人。我承认，这问题的美学意义，令我非常向往。”

美国作者伽夫（Bernard Jaffe）在他的《美国科学家——科学在我们国家成长中所起的作用》（Men of Science in America——The Role of Science in the Growth of Our Country）一书中写道：“迈克尔逊之所以能够成为一流的科学家，就是因为他有这种艺术气质来配合最优秀的实验研究精神。他坚决要求完美，目标专一不移，这使他成为美国优秀的实验科学家之一。”

【注释】

[1]爱丁顿（1882—1944），英国著名的天文学家。